водородные цепи кислородный электрод

Наиболее разработан в настоящее время водородно-кислородный топливный элемент. Этот элемент представляет собой герметически закрытую камеру с двумя пористыми (металлическими или графитовыми) электродами, погруженными в раствор щелочи (например, КОН). В камеру непосредственно к поверхностям электродов подаются газообразные водород и кислород. При этом на одном электроде — на аноде — происходит электрохимическое окисление водорода с одновременной отдачей электронов во внешнюю цепь [c.83]

Топливные элементы. Водородно-кислородная цепь представляет собой интересный пример гальванического элемента, в котором электрическая энергия получается непосредственно за счет энергии горения. Такое использование горючих материалов в принципе гораздо более экономно, чем их сожигание в топках паровых котлов или в двигателях внутреннего сгорания, так как процесс горения протекает в гальваническом элементе в условиях более близких к обратимым, чем при обычном сожигании. Было сделано много попыток придать водородно-кислородной цепи техническое осуществление, но все они не дали большого успеха. Главными затруднениями являются медленность, процессов горения на электродах и сильная поляризуемость цепей, препятствующая отбиранию от них токов сколько-нибудь значительной силы. [c.388]

Весьма распространены газовые электроды сравнения — водородный, хлорный, кислородный. В таких электродах газ пропускают через электролит. Электрический контакт с внешней цепью осуществляется с помощью инертного по отношению к газу проводника тока. В случае водородного и кислородного электродов применяется платина, а в случае хлорного — графит. В растворе электролита, через который пропускают газ, протекает окислительно-восстановительная реакция с диссоциацией газа на атомы и их ионизацией. Например, в хлорном электроде сравнения хлор, адсорбируясь иа графите, погруженном в расплав или водный раствор хлористой соли, диссоциирует С12 2С1, а ато- [c.190]

Величина, приведенная дяя кислорода, справедлива для 1 Л/ раствора по отношению к ионам ОН, тогда как остальные величины относятся к 1 М растворам по отношению к ионам S", Se и Те". Эти величины показывают, что легкость, с которой происходит переход в состояние отрицательных электролитических ионов, сильно снижается от кислорода к теллуру.Если кислородный электрод соединить с нормальным водородным электродом, то по внешнему проводнику положительный ток потечет от кислородного электрода к водородному. На кислородном электроде кислород будет заряжаться до отрицательно двухзарядных ионов (эти ионы О" тотчас же по образовании будут реагировать с водой, давая 20Н ), на водородном электроде водород, образуя ионы водорода, будет переходить в раствор. Напротив, если платиновую фольгу, погруженную в сульфидный раствор (так называемый серный электрод ), соединить с нормальным водородным электродом, то во внешней цепи положительный ток потечет от второго к первому. Ионы S" будут разряжаться точно так же будут вести себя ионы Se" и Те", только их тенденция к разрядке будет еще более ярко выраженной. [c.736]

Эта величина равна разности стандартных потенциалов кислородного и водородного электродов. Э.-д. с. кислородо-водородной цепи, как известно, не зависит от pH раствора, но увеличивается с повышением давления газов. Следовательно, напряжение разложения воды не зависит от pH электролита. При повышении температуры с 25 до 80° С напряжение разложения воды снижается с 1,23 до 1,18 в. Реально напряжение между электродами работающей ванны выше и составляет 2,1—2,6 в за счет поляризации и омических сопротивлений электролита, диафрагмы и электродов. [c.345]

Как видно из уравнения (14.8), электроны генерируются на водородном электроде (аноде), откуда они по внешней цепи перетекают на кислородный электрод (катод), где и используются для осуществления реакции (14.9). [c.160]

ТО перенапряжение водорода на благородном компоненте системы не играет роли . Когда два металла соприкасаются друг с другом в условиях свободного доступа воздуха, то химическому воздействию всегда подвергается более электроотрицательный из металлов. По этой причине не полностью вылуженное железо в присутствии влаги легко корродирует на воздухе. Известно, действительно, что луженое железо в случае повреждения оловянного покрытия ржавеет быстрее, чем чистое железо. Этой коррозии способствует действие коротко-замкнутых местных элементов с атмосферным кислородом Б качестве деполяризатора. В растворах лимонной и щавелевой кислот олово разъедается скорее, чем железо причина этого заключается в том, что олово образует комплексные анионы в этих электролитах и в результате его потенциал растворения оказывается более отрицательным, чем потенциал растворения железа в тех же растворах. В этих условиях олово становится анодом цепи, являющейся причиной коррозии, а железо — ее катодом [17]. В присутствии деполяризатора, так же как и без него, увеличение электропроводности жидкости ускоряет коррозию более основного металла и повышение кислотности обычно действует в том же направлении. Катодные участки ведут себя как особого рода кислородные электроды, и поэтому потенциал их, подобно потенциалу водородного электрода, с повышением кислотности становится более положительным таким образом, что э. д. с. гальванических элементов возрастает. [c.664]

Если при некоторой силе тока / общая э. д. с., поданная на электроды, равна Е, то на совершение химических реакций, т. а. на создание тока в цепи, расходуется Е — Ег- Еу является э. д. с., препятствующей протеканию тока, и представляет собой э. д. с. поляризации, вызванной изменением химической природы электродов. Так, в рассматриваемом случае платиновые инертные электроды превратились в водородный и кислородный. [c.543]

Для определения воды в темных продуктах применяют электрометрический метод титрования [42]. При воздействии на раствор йода некоторой разности потенциалов в нем возникает обратная электродвижущая сила поляризации, вызванная образованием газовых электродов водородного и кислородного при этом ток в цепи отсутствует. Если же в растворе имеются вещества, реагирующие с водородом или кислородом, то электроды деполяризуются и измерительный прибор показывает резкое возрастание тока. В данном случае свободный йод является деполяризатором. Титрование производится до нулевого показания скачок потенциала в эквивалентной точке составляет 20—25 мв. Кривая изменения э. д. с. показана на рис. 14. [c.29]

Ранее было указано, что при электролизе серной кислоты, сернокислого натрия едкого натра и других соединений у электродов выделяются кислород и водород, возникает, следовательно, кислородно-водородная цепь, обусловливающая поляризацию электродов. Присутствующие в растворе окислители и восстановители, вступая в реакцию с водородом и кислородом, могут снизить э.д.с. поляризации. Такие вещества, которые, присутствуя в растворе электролита, уменьшают э.д.с. поляризации, называются деполяризаторами. [c.396]

В этой формуле Т обозначает абсолютную температуру, Р— давление, Е — электродвижущую силу на отдельном электроде при давлении = 1 (давление выражено в любых единицах) и п валентность молекулы газа. Верхний знак (- -) относится к кислородному, а нижний (—) к водородному электроду разность между обоими электродными потенциалами дает электродвижущую силу кислородно-водородной цепи (см. также стр. 14). [c.103]

Для кислорода измерения Когена и Осака (1903) дают величины перенапряжения, помещенные в табл. 141. Уже указывалось выше на то, что напряжение разложения кислородных кислот и оснований между платиновыми электродами превышает величину ЭДС для соответствующей кислородно-водородной цепи как раз на величину 0,47 — перенапряжение кислорода на платине. [c.422]

При наложении внешнего напряжения и плавном его увеличении электролиз воды начнется лишь, когда внешнее напряжение превысит равновесную э.д.с. кислородно-водородной цепи. До этого на катоде будут накапливаться электроны, а у катода — катионы Ма+, на аноде — накапливаться положительные заряды, а у анода — анионы 504 . На заряжение двойного электрического слоя электродов требуется очень малое количество электричества. По мере смещения потенциала катода в сторону отрицательных, а потенциала анода в сторону положительных значений концентрация водорода на катоде и кислорода на аноде будет увеличиваться от нуля до предельных значений, выше которых выделяются газообразные продукты электролиза. При этом ток, необходимый [c.216]

При желании, следовательно, мы вправе рассматривать все гальванические цепи, и в особенности цепи с платинированными электродами как концентрационные кислородные или водородные цепи. Однако при этом нужно иметь в виду, что электроды (особенно в случае более сильных токов) обратимы отнюдь не для всех процессов, и что часто необходимо особое исследование для того, чтобы установить, как возникает ток и какой процесс (или процессы) преимущественно играет при этом роль. Факторы, которые надлежит иметь в виду при подходе к данному вопросу, были уже изложены на стр. 245 в главе об электролизе и поляризации мы к ним еще вернемся. [c.271]

Э. д. с. водородно-кислородной цепи не зависит от активности ионов Н+ и ОН в растворе, а определяется парциальным давлением газов на электродах и температурой. При 298 К и парциальном давлении газов, соответствующем нормальному атмосферному (см. 176), [c.488]

Э. д. с. водородно-кислородной цепи не зависит от активности ионов Н+ и ОН в растворе, а определяется парциальным давлением газов, на электродах и температурой. При 298 К и парциальном давлении газов, соответствующем нормальному атмосферному (см. 176), э. д. с. равна 1,23 В. Если водородно-кислородная цепь работает как источник тока, происходит синтез воды из газов, если ток пропускается через нее от внешнего источника, то идет электролиз воды. Обратимое напряжение разложения воды равно э. д. с. водородно-кислородной цепи. [c.488]

Разность равновесных потенциалов электродных реакций называется обратимым напряжением разложения электролита Uq- Последнее численно равно э. д. с. электрохимической цепи, в которой протекает реакция, обратная реакции при электролизе. Например, обратимое напряжение разложения воды равно э. д. с. водородно кислородной цепи, при отборе тока от которой идет синтез воды из водорода и кислорода (см. 178). При 298 К э. д. с. этой цепи, а следовательно, и Uo равны 1,23 В. Учитывая соответствие между э. д. с. и обратимым напряжением разложения, последнее можно определить по термодинамическим данным согласно (175.9). При электролизе воды происходит выделение водорода на катоде и кислорода на аноде, причем каждый процесс сопровождается свойственным ему перенапряжением, зависящим, в первую очередь, от материала электродов [c.515]

В настоящее время разработано много электрохимических схем и предложено много различных конструкций топливных элементов. Самый распространенный из них и отработанный во множестве вариантов водородно-кислородный два электрода специальной конструкции погружены в раствор щелочи. К поверхности одного из них непрерывно подводится водород (топливо), а к поверхности другого — кислород (окислитель). При замыкании электрической цепи на отрицательном электроде происходит реакция окисления [c.222]

Схема действия водородно-кислородного топливного элемента представлена на рис. 10.8. В закрытый сосуд с электролитом, нанример с разбавленной серной кислотой, опущены электроды. Один из них контактирует с молекулярным водородом, другой — с кислородом. Газы отделены друг от друга полупроницаемой диафрагмой. На катоде молекула Нг диссоциирует на два атома, которые, оставляя свои электроны на катоде, переходят в раствор в виде ионов Н+. Водородные ионы проходят через диафрагму. На аноде ионы водорода соединяются с кислородом, образуя воду. При соединении обоих полюсов топливного элемента проводом свободные электроны движутся от катода к аноду и в цепи протекает электрический ток, который направляют потребителю. [c.559]

К п. 79. В электролите, которым заполнен элемент (обычно раствор едкого кали), образуются отрицательные (с одним избыточным электроном) ионы гидроксила — и положительные ионы калия (без одного электрона). Атом водорода, соединяясь с гидроксильным ионом, образует молекулы воды с выделением одного электрона. Электроны через водородный (отрицательный) электрод выходят во внешнюю цепь и через нагрузку возвращаются на кислородный (положительный) электрод, где они захватываются кислородом. Кислород, реагируя с воДой электролита, образует отрицательные гидроксильные ионы, и цикл повторяется [78]. [c.63]

В нач. 20 в. предполагалось создать Т. э. для прямого превращения энергии прир. видов топлива-прир. газа, нефтепродуктов или оксида углерода, получаемого газификацией углей (отсюда назв.),-в электрическую как альтернативу тепловым машинам, кпд к-рых ограничен вторым началом термодинамики. Задача оказалась трудной из-за инертности этих топлив к электрохим. р-циям. В 60-х гг. 20 в. были разработаны водородно-кислородные Т. э. с использованием щелочного р-ра электролита (обычно 30-40%-ный водный р-р КОН) и в качестве топлива-водорода высокой степени чистоты. Эти Т. э. (рабочая т-ра от 20 до 100 °С, в отдельных вариантах до 160 °С) предназначены для космич. кораблей, автономных устройств связи и т.д. В них используются т. наз. газо диффузионные электроды-пористые никелевые или угольные электроды с нанесеннььми катализаторами (дисперсные Р1, №, Ag и т.д.), к-рые, с одной стороны, контактируют с электролитом, с другой - с реагирующим газом. На отрицат. электроде водород электрохимически окисляется (Нз 4- 20Н -> 2Н20 + 2е ), на положительном-восстанавливается кислород (1/2О2 + 4-НдО-Н 2е - 20Н ). Образующаяся вода поступает в электролит (что требует рециркуляции электролита и удаления воды с помощью внеш. устройств) либо испаряется с пов-сти электродов (при рабочих т-рах выше 60 С). Эдс кислородно-водородной цепи при давлении газов 0,1 МПа (1 атм) и 25 °С равна 1,229 В, а при 100 °С равна 1,162 В напряжение разомкнутой цепи около 1,1 В номинальная плотн. тока 500-2000 А/м (катализатор-скелетный №), 4-8 кА/м (Р1). Срок службы водородно-кислородных элементов до 10 тыс. часов. [c.610]

Как легко видеть, поляризационная э. д. с. в пределе совпадает с э. д. с. кислородно-водородной газовой цепи, термодинамическое значение которой для водных растворов независимо от pH равно 1,23 в при 25° С. Соответственно этому можно ожидать, что резкий подъем силы тока при электролизе водного раствора, когда на нерастворимых электродах происходит выделение газообразного кислорода и водорода, должен наступать лишь после того, как внешняя э. д. с. источника превысит 1,23 в. В действительности минимально необходимое для стационарного режима электролиза внешнее напряжение заметно больше. Это напряжение носит название напряжения разложения и для кислородных кислот, растворов щелочей и тех нейтральных солей, электролиз которых, как и в предыдущих случаях, сопровождается выделением О, и Hj (например, [c.172]

При помощи таких электродов из платинированной платины мы можем, следовательно, построить обратимые водородные, кислородные, хлорные, бромные и йодные электроды. Если составить из двух таких электродов обратимую гальваническую цепь, примен я в качестве материала, дающего ионы, одно и то же вещество, но различной концентрации, то получается концентрационная цепь, точно так же, как и у амальгам. В качестве электролита следует брать такой, который содержит соответствующие ионы, — для водорода, например, какую-нибудь кислоту, для кислорода — соответствующие ему ионы ОН (или О ионы), т. е. какую-нибудь щелочь и т. д. В остальном природа электролита в таких цепях не играет никакой роли. [c.185]

Метаболическая цепь переноса энергии состоит из ряда сопряженных реакций окисления и восстановления, в каждой из которых происходит лишь незначительное изменение свободной энергии, соответствующее небольшому участку окислительно-восстановительной шкалы. Наиболее окисленным соединением этой цепи является молекулярный кислород, а наиболее восстановленным — молекулярный водород. Зеленые растения способны к образованию О2 и в то же время к образованию такого сильного восстановителя, как Из (или даже более сильного восстановителя). Так как потенциал водородного электрода Е ) равен —0,42 в, а потенциал кислородного электрода равен -Ь0,81 в, при фотосинтезе должен создаваться общий химический потенциал >1,2 в. Один моль квантов красного света (1 эйнштейн) с длиной волны 700 ммк (длина волны, которая инициирует превращение) соответствует примерно 40 ккал или около 1,8 электронвольт (1 эв соответствует 23 ккал молъ). Если бы каж- [c.552]

Простые и сложные химические цепи. В простых химических цепях один электрод обратим относительно катионов электролита, другой —относительно анионов. В водородно-кислородном элементе М, Н21Н2О1О2М на левом электроде протекает реакция ионизации водорода [c.435]

Фирма Директ энерджи конвейршн в Ленне проводит теоретическую работу в области электрохимии и электродных систем. Например, исследователи заметили, что э. д. с. водородно-кислородных топливных элементов никогда не превы-П1ает 0,93 в. Поэтому, чтобы повысить напряжение разомкнутой цепи, а следовательно, увеличить общий к. п. д, элемента, сейчас проводится детальное изучение кислородного электрода. Цель другого теоретического исследования заключается в получении более высоких характеристик элемента за счет улучшения электролитов. [c.432]

Электролитический способ производства водорода [но реакции. обратной реакции (16.5)] уступает по экономическим показателям химическому способу, основанному на паровой конверсии природного газа (метана) в крупномасштабных установках. Однако он используется с успехом в тех случаях, когда для местных нужд требуются не очень большие количества водорода, а также когда требуется водород высокой степени чистоты. В будущем по мере уменьшения запасов природного газа и по мере роста производства дешевой электроэнергии атомными электростанциями ожидается значительный рост электролитического производства водорода. В водородных электролизерах применяют шелоч1юй раствор электролита. Основное его преимущество—коррозионная стойкость железа в нем, т, е. возможность использования железных (стальных) электродов и конструкционных материалов. Теоретическое значение н.р.ц. кислородно-водородной цепи при 25 °С—1,229 В. Электролиз ведут при плотности тока 2—4 кА/м и при напряжении 1,8— [c.310]

Вещество, определяемое кулонометрическим методом при постоян-но 4 потенциале, взаимодействует на электроде, потенциал которого поддерживается при таком значении, когда исключены нежелательные электродные реакции (см. раздел IVB, посвященный электролизу при регулируемом катодном потенциале). В процессе электролиза сила тока уменьшается по экспоненциальной зависимости следовательно, значение Q можно определить при помощи интегрирования. Самый простой метод определения Q основан на использовании кулонометра, который включается в цепь с реакционной ячейкой. Сам кулонометр представляет собой электролизер, позволяющий получать продукт (со 100%-ным выходом по току), количество которого можно точно измерить. Обычно используют три типа кулонометров — серебряные, медные и газовые. Прохождение одного кулона электричества вызывает осаждение 1,118 мг серебра в серебряном кулонометре, 0,659 мг меди в медном кулонометре и выделение 0,1739 мл газа в водородно-кислородном кулонометре. Значение можно определить с точностью до долей кулона, так как точность взвешивания составляет доли миллиграмма. Следовательно, рассматриваемый метод обладает высокой чувствительностью и точностью. Однако в течение ряда лет его практическое применение было ограниченным из-за трудностей, связанных с поддержанием постоянного катодного потенциала. В настоящее время прецизионные потенциостаты легкодоступны. Успехи аналитического приборостроения привели к тому, что кулонометрия с использованием потен-циостатов превратилась в простой и быстрый метод, пригодный для проведения массового анализа. Наличие приборов, позволяющих регулировать катодный потенциал, дает возможность проводить последовательное определение нескольких веществ. Современные электронные [c.430]

Вместо водородных электродов можно пользоваться также кислородными или воздушными цепь должна иметь одну и ту же электродвижущую силу, так как отношение концентраций Н+ в обоих растворах равно отношению ОН", что следует из постоянства прои.яведения концентраций 0Н и Н в обоих растворах элемента. Однако с кислородными электродами значительно труднее достигнуть постоянных значений э. с. В обоих случаях ток идет в элементе от раствора щелочи к раствору кислоты. [c.197]

Как мы вадели выше, электродвижущая сила водородно-кислородной цепи зависит от концентрации обоих газов при этом поч и безразлично, применять ли в качестве электролита кислоту или основание. Электродвижущая сила цепи составляется из скачка потенциала у водородного электрода и скачка потенциала у кислородного электрода. При данной концентрации газов первый зависит от концентрации ионов водорода, а второй — от концентрации ионов гидроксила. Но так как, по закону действия масс, произведение концентраций водородных и гидроксильных [c.303]

Электролиты такого типа были использованы Брур-сом и Кателаром [Л. 27] для создания различных вариантов лабораторных макетов топливных элементов. В качестве электродов служили металлические порошки, прижатые к электролиту с помощью серебряной сетки — токоотвода. Лучшим материалом для кислородного электрода оказалось серебро, для водородного электрода — платина или никель. При температурах выше 500° С водородно-кислородная цепь описанного типа работает при плотностях тока до 150 ма см практически без всякой поляризации электродов. Наблюдаемое уменьшение напряжения при увеличении плотности тока (э. д. с. равна около 1,1 в, напряжение при плотности тока 100 ма1см около 0,4—0,5 в) всецело объясняется падением напряжения из-за внутреннего сопротивления ячейки. [c.239]

Р о — упругость водяного пара над электролитом. В знаменателе стоит 4, так как для реакции 2Щ- - 02 = 2Н20, как легко видеть, должны перейти от водородного электрода к кислородному АР электронов (на 2 моля НаО . Для этой цепи при 18° опыт дает [c.387]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология